{"id":97824,"date":"2020-10-22T14:42:26","date_gmt":"2020-10-22T12:42:26","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/huawei-oceanstor-dorado-18000-v6-v-chyom-eyo-haj-endovost"},"modified":"2020-11-18T00:58:50","modified_gmt":"2020-11-17T22:58:50","slug":"huawei-oceanstor-dorado-18000-v6-v-chyom-eyo-haj-endovost","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/huawei-oceanstor-dorado-18000-v6-v-chyom-eyo-haj-endovost","title":{"rendered":"Huawei OceanStor Dorado 18000 V6: Was macht es so High-End?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Wir argumentieren ausf\u00fchrlich, warum das OceanStor Dorado 18000 V6 zu einem wirklich hochmodernen Speichersystem mit solider Zukunftsaussicht f\u00fcr die n\u00e4chsten Jahre wird. Dabei r\u00e4umen wir h\u00e4ufige Bedenken bez\u00fcglich All-Flash-Speichern aus und zeigen auf, wie Huawei das Maximum aus ihnen herausholt: end-to-end NVMe, zus\u00e4tzliches Caching auf SCM und eine ganze Reihe weiterer L\u00f6sungen.
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Die neue Datenlandschaft \u2014 neue Speicherl\u00f6sungen<\/h2>\n

\nDie Intensit\u00e4t der Datenverarbeitung steigt in allen Branchen. Der Bankensektor ist das anschaulichste Beispiel daf\u00fcr. In den letzten Jahren hat sich die Anzahl der Banktransaktionen um mehr als das Zehnfache erh\u00f6ht. Wie eine Studie von BCG<\/a><\/noindex>zeigt, ist die Zahl der bargeldlosen Transaktionen mit Plastikkarten in Russland zwischen 2010 und 2018 um mehr als das 30-fache gestiegen \u2014 von 5,8 auf 172 pro Person und Jahr. Der Grund daf\u00fcr liegt vor allem im Triumph der Mikropayment: Die meisten von uns haben sich an Online-Banking gew\u00f6hnt, und unsere Bank ist jetzt in der Hosentasche \u2014 auf dem Handy.<\/p>\n

Die IT-Infrastruktur einer Kreditorganisation muss auf diese Herausforderung vorbereitet sein. Und das ist in der Tat eine gro\u00dfe Herausforderung. W\u00e4hrend man fr\u00fcher nur w\u00e4hrend der Gesch\u00e4ftszeiten f\u00fcr die Verf\u00fcgbarkeit von Daten sorgen musste, gilt jetzt eine 24\/7-Verf\u00fcgbarkeit. Noch vor kurzem wurde eine Verz\u00f6gerung von 5 ms als akzeptabel angesehen, und jetzt? Selbst 1 ms sind schon zu viel. F\u00fcr moderne Datenspeichersysteme liegt der Zielwert bei 0,5 ms.<\/p>\n

Das gleiche gilt f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit: In den 2010er Jahren entwickelte sich ein empirisches Verst\u00e4ndnis, dass es ausreicht, das Niveau auf \u201ef\u00fcnf Neunen\u201c \u2014 99,999% \u2014 zu erh\u00f6hen. Allerdings ist dieses Verst\u00e4ndnis mittlerweile \u00fcberholt. Im Jahr 2020 ist es f\u00fcr Unternehmen v\u00f6llig normal, 99,9999% f\u00fcr Speicherl\u00f6sungen und 99,99999% f\u00fcr die gesamte Architektur zu verlangen. Das ist keineswegs ein Luxus, sondern eine dringende Notwendigkeit: Entweder gibt es kein Wartungsfenster f\u00fcr die Infrastruktur, oder es ist sehr klein.<\/p>\n

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\nUm diese Kennzahlen anschaulich darzustellen, ist es sinnvoll, sie auf die Geldebene zu projizieren. Am einfachsten geht dies anhand von Finanzorganisationen. Im obigen Diagramm ist angegeben, wie viel Geld in einer Stunde jeder der Top-10-Banken weltweit verdient. Allein die Industrial and Commercial Bank of China verdient dabei ganze 5 Millionen Dollar. So viel kostet die einst\u00fcndige Ausfallzeit der IT-Infrastruktur der gr\u00f6\u00dften Kreditorganisation Chinas (hierbei wird nur die entgangene Einnahme ber\u00fccksichtigt!). Aus dieser Perspektive wird deutlich, dass die Reduzierung von Ausfallzeiten und die Steigerung der Zuverl\u00e4ssigkeit nicht nur um einige Prozent, sondern sogar um Bruchteile von Prozenten vollst\u00e4ndig rational begr\u00fcndet sind. Dies geschieht nicht nur aus Wettbewerbsgr\u00fcnden, sondern auch schlichtweg zur Wahrung der Marktposition.<\/p>\n

\u00c4hnliche Ver\u00e4nderungen treten auch in anderen Branchen auf. Zum Beispiel im Luftverkehr: Vor der Pandemie nahm der Flugverkehr von Jahr zu Jahr zu, und viele Menschen nutzen ihn fast wie ein Taxi. Was die Verbrauchergewohnheiten angeht, hat sich in der Gesellschaft die Gewohnheit der totalen Verf\u00fcgbarkeit von Dienstleistungen verankert: Bei der Ankunft am Flughafen ben\u00f6tigen wir eine WLAN-Verbindung, Zugang zu Zahlungsdiensten, eine Karte der Umgebung usw. Infolgedessen hat der Druck auf die Infrastruktur und Dienstleistungen in \u00f6ffentlichen R\u00e4umen erheblich zugenommen. Die Ans\u00e4tze zur Infrastruktur, die wir vor einem Jahr noch als akzeptabel betrachteten, sind schnell \u00fcberholt.<\/p>\n

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Ist es nicht zu fr\u00fch, auf All-Flash umzusteigen?<\/h2>\n

\nUm die oben genannten Aufgaben aus Sicht der Leistung zu l\u00f6sen, sind AFA \u2013 All-Flash-Arrays, das hei\u00dft vollst\u00e4ndig auf Flash basierende Arrays \u2013 optimal geeignet. Bis vor kurzem gab es jedoch Bedenken, ob sie hinsichtlich der Zuverl\u00e4ssigkeit mit HDD-basierten und hybriden Systemen vergleichbar sind. Schlie\u00dflich ist bei SSDs die durchschnittliche Betriebsdauer bis zum Ausfall, oder MTBF (Mean Time Between Failures), zu beachten. Die Degradation der Zellen infolge von Ein- und Ausgabeoperationen ist leider eine Gegebenheit.<\/p>\n

Die Perspektiven von All-Flash wurden also durch die Frage getr\u00fcbt, wie man den Datenverlust verhindern kann, falls die SSD ausf\u00e4llt. Backup ist eine g\u00e4ngige Option, aber die Wiederherstellungszeit w\u00e4re in Anbetracht der heutigen Anforderungen unakzeptabel. Eine andere M\u00f6glichkeit besteht darin, eine zweite Ebene der Speicherung auf Festplattensystemen einzurichten, jedoch gehen bei diesem Schema einige Vorteile eines rein Flash-basierten Systems verloren.<\/p>\n

Die Zahlen sprechen jedoch eine andere Sprache: Die Statistiken der Giganten der Digitalwirtschaft, einschlie\u00dflich Google, zeigen in den letzten Jahren, dass Flash-Speicher deutlich zuverl\u00e4ssiger ist als Festplatten. Und das \u00fcber kurze sowie lange Zeitr\u00e4ume: Im Durchschnitt halten Flash-Laufwerke vier bis sechs Jahre, bevor sie ausfallen. In Bezug auf die Datenspeicherung sind sie in keiner Weise den spindelbetriebenen Festplatten unterlegen und \u00fcbertreffen diese oft sogar.<\/p>\n

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\nEin weiteres traditionelles Argument f\u00fcr spindelbetriebene Festplatten ist deren Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis. Es steht au\u00dfer Frage, dass die Kosten f\u00fcr die Speicherung eines Terabyte auf einer Festplatte nach wie vor relativ niedrig sind. Betrachtet man nur die Ausgaben f\u00fcr die Hardware, ist die Speicherung eines Terabyte auf einem spindelbetriebenen Laufwerk g\u00fcnstiger als auf einem Solid-State-Laufwerk. Allerdings ist es f\u00fcr die langfristige Finanzplanung entscheidend, nicht nur zu wissen, zu welchem Preis das jeweilige Ger\u00e4t gekauft wurde, sondern auch, wie hoch die Gesamtkosten f\u00fcr den Besitz \u00fcber drei bis sieben Jahre sind.<\/p>\n

Aus dieser Perspektive sieht alles ganz anders aus. Selbst wenn man Deduplizierung und Kompression, die \u00fcblicherweise bei Flash-Speichern angewendet werden und ihre Nutzung wirtschaftlich rentabler machen, au\u00dfer Acht l\u00e4sst, bleiben Eigenschaften wie der Platzbedarf der Speichermedien im Rack, W\u00e4rmeabgabe und Energieverbrauch. In diesen Punkten \u00fcbertrifft Flash seine Vorg\u00e4nger deutlich. Daher ist die TCO von Flash-basierten Speichersystemen unter Ber\u00fccksichtigung aller Parameter oft nahezu halb so hoch wie bei Arrays mit klassischen rotierenden Datentr\u00e4gern oder Hybridl\u00f6sungen.<\/p>\n

Einem Bericht der ESG-Agentur zufolge kann man mit All-Flash-Speichersystemen der Dorado V6 tats\u00e4chlich eine Senkung der Gesamtbetriebskosten \u00fcber einen Zeitraum von f\u00fcnf Jahren um bis zu 78 % erreichen \u2014 unter anderem durch effektive Deduplizierung und Kompression sowie dank des niedrigen Energieverbrauchs und der geringen W\u00e4rmeabgabe. Das deutsche Analyseunternehmen DCIG empfiehlt sie ebenfalls als optimale L\u00f6sung hinsichtlich TCO, die derzeit verf\u00fcgbar sind.<\/i><\/p><\/blockquote>\n

Der Einsatz von SSDs erm\u00f6glicht eine optimale Raumausnutzung, verringert die Ausfallrate, reduziert den Wartungsaufwand, senkt den Energieverbrauch und die W\u00e4rmeentwicklung der Speicherl\u00f6sung. Zudem stellt sich heraus, dass AFA wirtschaftlich zumindest mit traditionellen Festplattenspeichern vergleichbar ist und sie oft sogar \u00fcbertrifft.<\/p>\n

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Royal Flush von Huawei<\/h2>\n

\nUnter unseren All-Flash-Speicherl\u00f6sungen nimmt das High-End-System OceanStor Dorado 18000 V6 den Spitzenplatz ein. Und nicht nur bei uns: In der gesamten Branche h\u00e4lt es den Geschwindigkeitsrekord \u2014 bis zu 20 Millionen IOPS in maximaler Konfiguration. Dar\u00fcber hinaus ist es \u00e4u\u00dferst zuverl\u00e4ssig: Selbst wenn gleichzeitig zwei Controller ausfallen, oder nacheinander bis zu sieben Controller, oder gar ein ganzes System \u2014 die Daten bleiben intakt. Hervorragende Vorteile bringt die integrierte KI mit sich, insbesondere die Flexibilit\u00e4t in der Steuerung interner Prozesse. Schauen wir uns an, wie all dies erreicht wird.<\/p>\n

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\nEin wesentlicher Vorteil des Unternehmens Huawei liegt darin, dass es der einzige Hersteller auf dem Markt ist, der Datenspeichersysteme vollst\u00e4ndig selbst produziert. Wir verf\u00fcgen \u00fcber unsere eigene Schaltungstechnik, Firmware und unseren eigenen Wartungsservice.<\/p>\n

Der Controller in den OceanStor Dorado-Systemen basiert auf dem von Huawei entwickelten und produzierten Prozessor Kunpeng 920. Er verwendet auch unser Intelligent Baseboard Management Controller (iBMC) Modul zur Steuerung. Die KI-Chips, insbesondere der Ascend 310, optimieren Fehlervorhersagen und bieten Empfehlungen f\u00fcr Einstellungen. Auch die Ein-\/Ausgabekarten stammen von uns \u2014 das Smart I\/O Modul. Schlie\u00dflich wurden auch die Controller in den SSDs von uns entworfen und gefertigt. All dies hat die Grundlage f\u00fcr eine integral ausgewogene und leistungsstarke L\u00f6sung geschaffen.<\/p>\n

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Im letzten Jahr haben wir ein Projekt zur Implementierung unseres leistungsst\u00e4rksten Speicher-Systems in einer der gro\u00dfen russischen Banken realisiert. Infolgedessen zeigen \u00fcber 40 Einheiten OceanStor Dorado 18000 V6 im Metro-Cluster eine stabile Leistung: Aus jedem System k\u00f6nnen mehr als eine Million IOPS erzielt werden, inklusive latenzbedingter Verz\u00f6gerungen aufgrund der Distanz.<\/p><\/blockquote>\n

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Durchgehendes NVMe<\/h2>\n

\nDie neuesten Speichersysteme von Huawei unterst\u00fctzen End-to-End NVMe, was wir nicht ohne Grund betonen. Die traditionell verwendeten Protokolle f\u00fcr den Zugriff auf Speicherger\u00e4te stammen aus der fernen Vergangenheit der IT: Ihre Basis bilden SCSI-Befehle (Hallo, 1980er-Jahre!), die eine Vielzahl von Funktionen zur Gew\u00e4hrleistung der Abw\u00e4rtskompatibilit\u00e4t mit sich bringen. Egal welches Zugriffsverfahren man w\u00e4hlt, der Protokoll-Overhead ist in diesem Fall enorm. Folglich kann die E\/A-Latenz bei Speichersystemen, die auf SCSI-Protokollen basieren, nicht unter 0,4 bis 0,5 ms liegen. Im Gegensatz dazu reduziert NVMe \u2013 Non-Volatile Memory Express \u2013 als Protokoll, das f\u00fcr die Arbeit mit Flash-Speicher entwickelt wurde und ohne die erw\u00e4hnten Komplikationen hinsichtlich der Abw\u00e4rtskompatibilit\u00e4t auskommt, die Latenz auf bis zu 0,1 ms, und zwar nicht nur im SAN, sondern \u00fcber den gesamten Stack hinweg, vom Host bis zu den Speichermedien. Es ist also nicht verwunderlich, dass NVMe im Trend zur Entwicklung von Datenspeichern f\u00fcr die nahen Zukunft liegt. Auch wir setzen auf NVMe und gehen allm\u00e4hlich von SCSI weg. Alle heute produzierten Speichersysteme von Huawei, einschlie\u00dflich der Dorado-Serie, unterst\u00fctzen NVMe (allerdings ist das End-to-End nur in den fortschrittlichen Modellen der Dorado V6-Serie realisiert).<\/p>\n

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FlashLink: eine Handvoll Technologien<\/h2>\n

\nDie Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr die gesamte OceanStor Dorado Produktreihe ist FlashLink. Genauer gesagt handelt es sich um einen Begriff, der eine integrierte Suite von Technologien zusammenfasst, die hohe Leistung und Zuverl\u00e4ssigkeit gew\u00e4hrleisten. Dazu geh\u00f6ren Technologien zur Deduplizierung und Kompression, Betrieb des RAID 2.0+ Datenverteilungssystems, Trennung von \u201ekalten\u201c und \u201ehei\u00dfen\u201c Daten sowie eine vollst\u00e4ndige striple-sequenzielle Datenspeicherung (zuf\u00e4llige Datens\u00e4tze mit neuen und ge\u00e4nderten Informationen werden in gro\u00dfen Stapeln aggregiert und sequenziell geschrieben, was die Lese- und Schreibgeschwindigkeit erh\u00f6ht).<\/p>\n

Neben all dem umfasst FlashLink zwei wichtige Komponenten \u2014 Wear Leveling und Global Garbage Collection. Diese sollten gesondert betrachtet werden.<\/p>\n

Tats\u00e4chlich ist nahezu jedes Solid-State-Laufwerk ein Miniatur-Storage-System, ausgestattet mit zahlreichen Bl\u00f6cken und einem Controller, der die Datenverf\u00fcgbarkeit sicherstellt. Dies wird unter anderem dadurch gew\u00e4hrleistet, dass Daten von 'besch\u00e4digten' Zellen auf 'unbesch\u00e4digte' verschoben werden. Dadurch wird garantiert, dass sie gelesen werden k\u00f6nnen. Es gibt verschiedene Algorithmen f\u00fcr diesen Transfer. Im Allgemeinen versucht der Controller, den Verschlei\u00df aller Zellen des Speichermediums auszugleichen. Diese Herangehensweise hat einen Nachteil: Wenn innerhalb des SSD Daten bewegt werden, nimmt die Anzahl der Ein- und Ausgabeoperationen drastisch ab. Derzeit ist dies ein unvermeidliches \u00dcbel.<\/p>\n

Folglich zeigt sich auf dem Leistungsdiagramm des Systems mit vielen Solid-State-Laufwerken ein 'S\u00e4geblatt', mit abrupten Anstiegen und Abf\u00e4llen. Das Problem ist, dass eines der Laufwerke im Pool jederzeit eine Datenmigration ausl\u00f6sen kann, wodurch die Gesamtleistung gleichzeitig von allen SSDs im Array beeintr\u00e4chtigt wird. Aber Ingenieure von Huawei haben einen Weg gefunden, um das Entstehen des 'S\u00e4geblatts' zu vermeiden.<\/p>\n

Die Speicher-Controller sowie der Speichercontroller und der Mikrocode bei Huawei sind \u201enativ\u201c. Diese Prozesse im OceanStor Dorado 18000 V6 werden zentralisiert und synchron auf allen Laufwerken des Arrays gestartet. Und zwar auf Anweisung des Speichercontrollers und genau dann, wenn nicht viel Ein- und Ausgabe-Last vorhanden ist.<\/p>\n

Der KI-Chip tr\u00e4gt ebenfalls zur Auswahl des richtigen Zeitpunkts f\u00fcr die Daten\u00fcbertragung bei: Basierend auf der Statistik der Zugriffe der letzten Monate kann er mit h\u00f6chster Wahrscheinlichkeit vorhersagen, ob in naher Zukunft mit aktivem Ein- und Ausgabeverkehr zu rechnen ist. Wenn die Antwort negativ ist und die Belastung des Systems momentan gering ist, erteilt der Controller den Befehl an alle Laufwerke: Diejenigen, die Wear Leveling ben\u00f6tigen, sollen dies gleichzeitig durchf\u00fchren.<\/p><\/blockquote>\n

Zus\u00e4tzlich sieht der Systemcontroller, was in jeder Zelle des Speichers geschieht, im Gegensatz zu Speicherl\u00f6sungen konkurrierender Hersteller: Diese sind gezwungen, Flash-Speicher von Drittanbietern zu beziehen, wodurch eine Zellbenotung f\u00fcr Controller solcher Speichersysteme nicht verf\u00fcgbar ist.<\/p>\n

Infolgedessen weist der OceanStor Dorado 18000 V6 eine sehr kurze Leistungsabfallphase bei der Wear-Leveling-Operation auf, die haupts\u00e4chlich erfolgt, wenn keine anderen Prozesse st\u00f6ren. Dies sorgt f\u00fcr eine durchgehend hohe Stabilit\u00e4t und Leistung.<\/p>\n

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Wie sich die Zuverl\u00e4ssigkeit des OceanStor Dorado 18000 V6 zusammensetzt<\/h2>\n

\nIn modernen Datenspeichersystemen werden vier Zuverl\u00e4ssigkeitsstufen unterschieden:<\/p>\n